JP4881334B2 - センサ素子における絶縁検査方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態に係るガスセンサの一例であるガスセンサ100の構成を概略的に示す断面模式図である。ガスセンサ100は、測定対象とするガス(被測定ガス)中の所定のガス成分を検出し、さらにはその濃度を測定するためのものである。本実施の形態においては、ガスセンサ100が窒素酸化物(NOx)を検出対象成分とするNOxセンサである場合を例として説明を行うが、本発明は、NOx以外のガス成分を測定対象とするガスセンサにおいても適用可能である。ガスセンサ100は、ジルコニア(ZrO2)等の酸素イオン伝導性固体電解質からなるセンサ素子101を有する。
本実施の形態に係るガスセンサ100においては、上述したように、固体電解質層の酸素イオン伝導性を高めるために、センサ素子101にはヒータ72を含むヒータ部70が一体形成されている。このため、センサ素子101の電極(外側ポンプ電極23、内側ポンプ電極22、基準電極42、測定電極44、補助ポンプ電極51)とヒータ72との間に、ヒータ72の周囲に設けられたヒータ絶縁層74に絶縁性が不十分な箇所が存在するセンサ素子101、すなわち、絶縁抵抗が低く絶縁状態が不良である箇所が存在するものについては、該各電極とヒータとの間にリーク電流が流れてしまう。
次に、本実施の形態に係る絶縁検査装置200が行う絶縁検査の流れについて詳細に説明する。図4は、絶縁検査の流れを示す図である。まず、センサ素子101が素子治具81によって保持され、固体電解質層4、6などの少なくとも一部が炉内に入るように高温炉80内に挿入されて固定されることで、センサ素子101の加熱が開始される(ステップS1)。このとき外側ポンプ電極の端子部23bと第1ヒータ電極71aとの間には可変電源83による電圧は印加されていない。
また、電流計82により電流を測定する態様について説明したが、第1外部電極81aと第2外部電極81bとの間に電圧計を設置して熱起電力を測定することでセンサ素子101と絶縁検査装置200との接続が良好であるかどうかの検査をする態様であってもよい。
23a リード部
23b 端子部
70 ヒータ部
71 ヒータ電極
72 ヒータ
73 スルーホール
74 ヒータ絶縁層
80 高温炉
81 素子治具
82 電流計
83 可変電源
100 ガスセンサ
101 センサ素子
200 絶縁検査装置
Claims (4)
- 被測定ガス中の所定ガス成分を検出に用いるセンサ素子であって、イオン伝導性を有する固体電解質と、前記固体電解質に少なくとも一部が接する態様にて形成されてなる一以上の電極と、電気抵抗体と、該電気抵抗体を被覆してなり、少なくとも一部が前記固体電解質と接してなる絶縁体とを備えるセンサ素子における、前記電極と前記電気抵抗体との間の前記絶縁体による絶縁状態を検査する絶縁検査方法において、
(a)前記固体電解質が活性化する温度に保たれた高温炉に、前記センサ素子の少なくとも一部を配した状態で、前記一以上の電極のうち少なくとも1つの電極を検査電極とし、前記センサ素子を前記高温炉に配することにより生じる前記検査電極と前記電気抵抗体との間の温度差により発生する熱起電力に基づく出力を、前記検査電極と前記電気抵抗体との間に接続された検出器により検出する第1検出工程と、
(b)前記固体電解質が活性化する温度に保たれた前記高温炉に、前記センサ素子の少なくとも一部を配した状態で、前記検査電極と前記電気抵抗体との間に所定の電圧を印加し、前記検査電極と前記電気抵抗体との間に前記固体電解質を介して流れる電流値を検出する第2検出工程と、
を備えることを特徴とするセンサ素子における絶縁検査方法。 - 前記電気抵抗体は、前記固体電解質が活性化する温度に前記センサ素子を温度調整するヒータとして用いられる、請求項1に記載のセンサ素子における絶縁検査方法。
- 請求項1または請求項2に記載の絶縁検査方法において、
前記センサ素子を構成する前記固体電解質はジルコニアを主成分とし、
前記高温炉の温度は500℃以上である、ことを特徴とするセンサ素子における絶縁検査方法。 - 前記センサ素子は、被測定ガス中の窒素酸化物ガス成分を検出するガスセンサ用の素子である、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のセンサ素子における絶縁検査方法。
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